Давыдов А.Ф. Текстильное материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

Ill

- долговечность tp- время (минуты, часы) необ-

ходимое для разрушения образца материала, при задан-

ной деформации в каждом цикле многократного растя-

жения;

-остаточная циклическая деформация (£ оц - аб-

солютная, мм, 8оц - относительная %),это деформация

накопившаяся за некоторое число циклов и не исчезаю-

щая в процессе дальнейшего растяжения

£оц = —

-100

% (10.34)

где L о - зажимная длина образца перед началом

испытания, мм

Заданная циклическая деформация 8зц оказыва-

ет сильное влияние на выносливость изделий Пр

(рис.

10.9.),

и чем она больше, тем выносливость ниже

Р 1

ища

Рис.

10.9.

Зависимость выносливости

от заданной максимальной

циклической

деформации,

£зц

рт

- предел выносливости Бв ,% - это наибольшая де-

формация, до которой нить выдерживает, не разрушаясь

очень большое число циклов (десятки и сотни). На ри-

сунке 10.9. она определяется по касательной линии про-

веденной к графику изменения выносливости от задан-

ной циклической деформации параллельно оси ординат.

тт

^цикл „

Частота СО -, число задаваемых циклов П

мин

многократного растяжения в единицу времени t, мин,

а> =

- ткл_ (10.35)

t мин

На многоцикловые характеристики большое

влияние оказывает влажность и температура, условия

испытаний и структура изделий. Приборы для получе-

ния многоцикловых характеристик текстильных мате-

риалов называют пульсаторами. Наиболее распростра-

ненными для волокон, нитей и при одноосном растяже-

нии изделий являются:

- метод испытания, с сохранением в каждом цикле

амплитуды абсолютной циклической деформации и ее

закона изменения , ^з.ц. - Const, при этом зажимная

длина в каждом цикле увеличивается на величину оста-

точной деформации;

- метод испытания, с сохранением в каждом цикле

амплитуды относительной циклической деформации и

закон ее изменения^з.ц.- Const. При этом зажимная

длина остается постоянной, а остаточная циклическая

деформация выводится из зоны растяжения;

- метод испытания, с сохранением в каждом цикле

амплитуды заданной циклической нагрузки <3з.ц.=

Const. Кроме этого для тканей, трикотажа и нетканных

материалов применяют двухосное многократное растя-

113

жение в плоскости и перпендикулярное ей (мембраной),

которые так же осуществляются с сохранением постоян-

ства какого либо параметра в каждом цикле, например

стрелы прогиба или давления на образец.

10.4.

Кручение,

сжатие

сдвиг

Все эти три вида деформации редко встречаются в

эксплуатации изделий чистом виде. Деформация круче-

ния, наиболее часто встречается в процессах формиро-

вания первичных и вторичных нитей, а также же швей-

ных ниток. Изучают полуцикловые, одно и многоцик-

ловые характеристики при кручении.

Прочностью нитей к скручиванию называют до-

полнительное число кручений на единицу длины Кд,

которое необходимо сообщить ей, чтобы закрутить ее

до обрыва в ту же сторону, в которую дана начальная

крутка Кн. Чаще изучают жесткость при кручении, ко-

торая характеризует способность сопротивляться изме-

нению своей формы. Жесткость при кручении С,——-,

рад

является физической характеристикой, представляющей

собой коэффициент пропорциональности между крутя-

щим моментом и относительным углом закручивания,

равный, если форму нити считать цилиндром, произве-

дению модуля сдвига G (модуль упругости второго ро-

да) на полярный момент инерции Jp.

C=G-Jp IL^t (10.36)

рад

При кручении одноцикловых характеристик кру-

чения используют равновесность - величину раскручи-

вающего момента, которым обладают нити.

Деформация сжатия. Если силы действуют на из-

делие, находящееся на жесткой основе, перпендикулярно

114

его поверхности, то возникающие деформаций называ-

ют сжатием. Текстильные изделия легко сжимаются, но

практически никогда не разрушаются под воздействием

сил сжатия. Очень сильно от величины нагрузки зависит

толщина изделий и их объемная масса.

Деформация сдвига. Сдвигом называют смещение, при ко-

тором материал имеющий некоторую толщину, под действием

внешних сил равномерно смещается вкаком-либо своем слое, оста-

ваясь при этом паралельным по отношению к другому слою распо-

ложенному ниже

него.

Это вид деформации чаще встречается в

виде среза при раскрое текстильных полотен.

10.5. Изгиб

Текстильные материалы обладают очень малым сопротив-

лением к изгибающим условиям, они изгибаются даже под дейст-

вием собственного веса. В текстильном материаловедении изучают

полуцикловые неразрывные характеристики, одноцикловые нераз-

рывные и многоцикловые разрывные и неразрывные.

10.5.1.

Полуцикловые неразрывные характеристики

изгиба

Полуцикловые характеристики изгиба изучают, как пра-

вильно, без доведения образца до разрушения и наиболее распо-

страненной из них является жесткость, определяющая целевое на-

значение материалов. Например, отдельные детали одежды долж-

ны хорошо изгибаться, т.е. обладать малой жесткостью. В тоже

время другие должны иметь достаточную жесткость, которая обес-

печивает устойчивость отдельных деталей одежды. Под жестко-

стью тела понимается его способность сопротивляться изменению

формы при действии внешней силы.

теории упругости, согласно

закону Гука, жесткость на изгиб В, сн см

, выражается произведе-

нием модуля продольной упругости Е на момент инерции сечения

тела относительно нейтральной оси J

B=EJ (14.37)

Момент инерции (J,см

характеризует способность тела со-

противляться изгибу в зависимости от размеров и формы попереч-

115

ного сечения. Модуль продольной упругости Е, сн/см

характери-

зует способность тела изгибаться в зависимости от материала тела

и он находиться в прямолинейной зависимости от напряжения и

деформации. Для текстильных материалов, упругая деформация,

возникающая при изгибе, составляет лишь небольшую долю от

общей и поэтому весьма сложно определить истинную жесткость.

Для расчетов используют так называемую величину условной же-

сткости,

мкн см

. Анолитический

метод

расчета жесткости при

изгибе, основан на приближенном решение дифференцальных

уровний линии изгиба для случая больших прогибов. При этом

определяют стрелу прогиба f конца продольно расположен-

ного образца (рис. 10.10)

-г

7777Т7Т7Т7Т777777

Рис.

10.10 Схема метода определения условной жесткости тканей при

изгибе

Образец 1, прямоугольной формы с длиной L

располагается на горизонтальных консолях 3 в виде

пластин, которые плавно опускаются. Образец прижи-

мается грузом 2. После опускание пластин, концы об-

разца прогибаются и по шкале 4 определяют величину

прогиба /. Условную жесткость By. мкн.

см

рассчиты-

вают по формуле

•

(10.38)

Вус

m •

мкн CM

116

где Hln - погонная масса

см полоски образца

мг

£- длина свешивающейся части полоски, см.

Lz±L

(Ю.39)

А - коэффициент, определяемый как функция относи-

тельной стрелы прогиба /о

A=F(/o)

(10.40)

где:

/о=—

(10.41)

Формула 10.40. для значений 0</о < 0,35 имеет вид

6,39//-0,028#48.£ (Ю.42)

а для 0,35 </о < 0,8

Л =

ГГу(57,23/

-80,37/

31,75%

±2,16)

(10.43)

Ввиду трудоемкости расчетов, при массовых ис-

пытаниях имеются специальные таблицы по которым

можно определить величину А по значениям /о. Жест-

кость при изгибе может определяться так

же по методу

петли, весовому методу и другими в этом случае расчеты

условной жесткости проводятсй rib иным формулам.

Жёсткость при изгибе зависит от жесткости воло-

кон и нйТ€й, от структуры изделий и в большей мере от

их толщины. На жесткость сильное влияние оказывает

различные виды обработок. Значения жесткости для

отдельных видов изделий приведены в таблице 10.5. Же-

сткость при изгибе во многом определяет другую важ-

117

ную характеристику - драпируемость, способность тек-

стильных изделий в подвешенном состоянии под дейст-

вием собственной массы образовывать красивые, округ-

лые складки. Драпируемость определяется , обычно, од-

ним из двух методов:

- метод прямоугольных образцов, сущность кото-

рого состоит в том, что прямоугольный образец нака-

лывается на горизонтально расположенной игле и за-

крепляется пробками. На вертикально подвешенной

прямоугольной пробе образуются складки, от размеров

и формы которых зависит величина А, внизу образца

(рис.

10.11а).

Драпируемость определяется по формуле:

д=

(200 -А)-100

200

ЖЩ5А

% (10.44)

200-

шириш^прямоугольного образца, мм.

прикида

мхии*

вчвадг

Рис.

10.11.

Схема методов определения драпируемости

Дисковый метод. По этому вырезают пробу круг-

лой формы, которую укладывают на специальный сто-

лик под источник света. На листе бумаги, положенном

под столиком, образуется проекция от драпируемого

образца, которую обводят карандашом

(рис.

10.11.6),

затем устанавливается жесткий эталон и так же зарисо-

вывают его проекцию на бумаге. Величина площади

проекции образца зависит от драпируемости, и чем она

меньше, тем образец лучше драпируется

118

j& =

Sffp

-100

(l-^)lOO %' (10.45V

So So

где:

S,np- площадь драпируемого образца

So - площадь проекции жесткого эталона

По соотношению Хо - максимальных габарит-

ных размеров проекции образца (10.11.6) в двух взаим-

но перпендикулярных направлениях, можно оценивать в

каком направлении лучше Драпируется материал.

Хо

- (10.46)

гДе:

В - максимальный габаритный размер проекции

образца вдоль изделия, мм,

А-: максимальный габаритный размер проекции

образца поперек изделия, мм.

Если Хо > 1,1 материал лучше драпируется в по-

перечной направлении,

если Хо < 0,95 - в продольном. Значение 0,95 < Хо < 1,1

указывают на одинаковую драпируемость.

Коэффициент драпируемости Др можно прибли-

женно рассчитать по эмпирической формуле в зависи-

мости от показателей жесткости.

Др= WOjа а

+ в + с

% (10.47)

а=ф (10.48)

где:

А - функций относительной стрелы прогиба, ф-лы

10.42,10:43

i - длина свешивающейся части образца

а,в,с - коэффициенты зависящие от величины

Значение драпируемости некоторых видов изде-

лий приведены в таблице 10.5.

119

Таблица

10.5.

Значения условной жесткости

By с и

коэффициента драпируемости

Кд для

Ткани

Ситец х/б " "

Сукно шерстяное

Крепдешин

(натуральный шелк)

Вискозная штапель-

ная платьевая ткань

Поверхностг:;

ная ^плот-

ность '' - ' ' °

106

'•'"-•

750 М;

160

, Условная жесткость

Вус СНсм

по основе

287 '

1869;;:

252

391

по утку

1432

Коэффициент

драпируемости

К,% '

35 •<•••:

46 .

10.5.2.

Одноцикловые неразрывные характеристики

изгиба

Сминаемосты В процессе эксплуатации одежда

подвергается изгибу, который вызывает образование

складок и морщин на ее поверхности, в следствие пла-

стических и эластических, с медленным периодом релак-

сации, деформаций. Это свойство называется сминаемо-

стью.

{

Несминаемость - понятие, обратное сминаемости.

Несминаемость определяет способность текстильных

полотен не образовывать складки после смятия. Эта ха-

рактеристика позволяет так же судить о формоустойчи-

вости. Изделия из легко сминающих полотен в носке

быстро теряют первоначальный внешний вид, быстрее

изнашиваются и требуют большого ухода (глаженья).

Сминаемость во многом зависит от сырьевого состава

изделий, их геометрических характеристик ( особенно

толщины, условий среды и способов, различных отде-

лок).

В настоящее время известно много различных ви-

дов айретой, позволяющих значительно снизить сми-

наемость изделий

. Трикотажные изделия сминаются

значительно меньше по сравнению с тканями. Методы

120

определения сминаемости делятся в зависимости от на-

правления смятия на хаотическое и упорядоченное. При

хаотическом смятии оценку проводят либо органолеп-

тическим методом, либо при сравнении с эталоном, ли-

бо бесконтактным способом по отражению света. Хао-

тическое смятие хорошо имитирует поведение материа-

ла в процессе эксплуатации, но в силу определенных

трудностей, оценка несминаемости является очень при-

ближенной.

При упорядоченном смятии, прямоугольный об-

разец

сгибается и его подвергают нагружению при по-

стоянном усилии ( грузом 2) в течении определенного

времени

(Рис.

10.12.а).

Затем образец разгружается и в

течение.. периода отдыха постепенно восстанавливает

своюофррму (10.12.6) Степень несминаемости характе-

ризуемся углом восстановления а к концу периода отды-

ха.

Т77ТТТТТТ7~г~ / / / / t /yf i f/ /

а %

Рис.

10.12.

Определение.цесминаемрсрпцпри

(^ищтищ^алтом

смятие

Коэффициент^йпШаеШетй 'рЙссчШ-мЙаВтся

по

формуле

ег

Штощ). •%.. (10.49)

180

Образец может находится и в горизонтальным

положении, что позволяет избежать влияние его массы

на величину несминаемости. Коэффициент несминае-